(57)【要約】 【課題】アドホックに形成される通信ネットワークに参加する端末装置において伝送効率を向上させる。【解決手段】端末装置８０１の台数記憶部８０２には、自身と同じ通信ネットワークに属する端末装置８０１の台数の推定値が記憶され、自身が親機であれば、台数更新部８０３は、管理する台数を台数記憶部８０２に反映させ、生成部８０５が生成した同じ宛先のパケットを、上限取得部８０４が台数記憶部８０２を参照して取得した上限パケット長になるまで、結合部８０６が結合して、台数記憶部８０２に記憶される台数の推定値を結合済パケットのヘッダに埋め込み、送信部８０７が宛先に送信する。受信部８０８が結合済パケットを受信すると、分解部８０９が元のパケットに分解し、自身が子機であれば、台数修正部８１０は、ヘッダに指定されていた台数の推定値に基づいて、台数記憶部８０２に記憶される台数の推定値を修正する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末装置のうちいずれか１台が親機となって他の端末装置を子機として管理することにより動的に形成される通信ネットワークに参加する端末装置であって、
当該端末装置が参加する通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数の推定値が記憶される台数記憶部、
当該端末装置が親機である場合、当該通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数が変化すると、当該変化した台数を、当該台数の推定値として、前記台数記憶部に記憶させる台数更新部、
前記記憶された台数の推定値に対応付けられる上限パケット長を取得する上限取得部、
他の端末装置へ伝送すべきメッセージを生成する生成部、
前記生成されたメッセージのうち、宛先が共通する１つ以上のメッセージを結合して、前記取得された上限パケット長以下の長さの結合済パケットとし、当該結合済パケットのヘッダに前記記憶された台数の推定値を埋め込む結合部、
当該結合済パケットを、当該宛先へ送信する送信部、
他の端末装置から送信された当該端末装置宛の結合済パケットを受信する受信部、
前記受信された結合済パケットを結合前の１つ以上のメッセージに分解して、当該他の端末装置から伝送された１つ以上のメッセージを得る分解部、
当該端末装置が子機である場合、前記受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値により、前記記憶される台数の推定値を修正する台数修正部
を備えることを特徴とする端末装置。
【請求項２】
請求項１に記載の端末装置であって、
前記結合部は、当該宛先が共通する１つ以上のメッセージのそれぞれが生成された時刻から現在までの経過時間が所定の閾時間以下であり、当該１つ以上のメッセージを結合したと仮定すると当該結合された結果のパケット長が前記取得された上限パケット長未満となる場合、前記生成部により新たなメッセージが生成されるまで待機する
ことを特徴とする端末装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の端末装置であって、
前記台数修正部は、前記受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値と、前記記憶された台数の推定値と、の、平均もしくは重み付け平均により、前記記憶される台数の推定値を修正する
ことを特徴とする端末装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の端末装置であって、
当該通信ネットワークは、ピコネットである
ことを特徴とする端末装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の端末装置であって、
前記上限取得部により取得される上限パケット長は、上限メッセージ長と、上限メッセージ数と、により表現され、
前記生成部は、当該上限メッセージ長以下となるように、当該メッセージを生成し、
前記結合部は、前記生成されたメッセージのうち、当該上限メッセージ数までの個数のメッセージを結合して、当該結合済パケットとする
ことを特徴とする端末装置。
【請求項６】
複数の端末装置のうちいずれか１台が親機となって他の端末装置を子機として管理することにより動的に形成される通信ネットワークに参加する端末装置を制御する端末制御方法であって、当該端末装置は、当該端末装置が参加する通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数の推定値が記憶される台数記憶部、台数更新部、上限取得部、生成部、結合部、送信部、受信部、分解部、台数修正部を備え、
当該端末装置が親機である場合、当該通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数が変化すると、前記台数更新部が、当該変化した台数を、当該台数の推定値として、前記台数記憶部に記憶させる台数更新工程、
前記上限取得部が、前記記憶された台数の推定値に対応付けられる上限パケット長を取得する上限取得工程、
前記生成部が、他の端末装置へ伝送すべきメッセージを生成する生成工程、
前記結合部が、前記生成されたメッセージのうち、宛先が共通する１つ以上のメッセージを結合して、前記取得された上限パケット長以下の長さの結合済パケットとし、当該結合済パケットのヘッダ部に前記記憶された台数の推定値を埋め込む結合工程、
前記送信部が、当該結合済パケットを、当該宛先へ送信する送信工程、
前記受信部が、他の端末装置から送信された当該端末装置宛の結合済パケットを受信する受信工程、
前記分解部が、前記受信された結合済パケットを結合前の１つ以上のメッセージに分解して、当該他の端末装置から伝送された１つ以上のメッセージを得る分解工程、
前記台数修正部が、当該端末装置が子機である場合、前記受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値により、前記記憶される台数の推定値を修正する台数修正工程
を備えることを特徴とする端末制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の端末制御方法であって、
前記結合工程では、当該宛先が共通する１つ以上のメッセージのそれぞれが生成された時刻から現在までの経過時間が所定の閾時間以下であり、当該１つ以上のメッセージを結合したと仮定すると当該結合された結果のパケット長が前記取得された上限パケット長未満となる場合、前記生成部により新たなメッセージが生成されるまで待機する
ことを特徴とする端末制御方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の端末制御方法であって、
前記台数修正工程では、前記受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値と、前記記憶された台数の推定値と、の、平均もしくは重み付け平均により、前記記憶される台数の推定値を修正する
ことを特徴とする端末制御方法。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１項に記載の端末装置であって、
当該通信ネットワークは、ピコネットである
ことを特徴とする端末制御方法。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか１項に記載の端末制御方法であって、
前記上限取得工程にて取得される上限パケット長は、上限メッセージ長と、上限メッセージ数と、により表現され、
前記生成工程では、当該上限メッセージ長以下となるように、当該メッセージを生成し、
前記結合工程では、前記生成されたメッセージのうち、当該上限メッセージ数までの個数のメッセージを結合して、当該結合済パケットとする
ことを特徴とする端末制御方法。
【請求項１１】
無線通信が可能なコンピュータを、複数の端末装置のうちいずれか１台が親機となって他の端末装置を子機として管理することにより動的に形成される通信ネットワークに参加する端末装置として機能させるプログラムであって、当該プログラムは、当該コンピュータを、
当該端末装置が参加する通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数の推定値が記憶される台数記憶部、
当該端末装置が親機である場合、当該通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数が変化すると、当該変化した台数を、当該台数の推定値として、前記台数記憶部に記憶させる台数更新部、
前記記憶された台数の推定値に対応付けられる上限パケット長を取得する上限取得部、
他の端末装置へ伝送すべきメッセージを生成する生成部、
前記生成されたメッセージのうち、宛先が共通する１つ以上のメッセージを結合して、前記取得された上限パケット長以下の長さの結合済パケットとし、当該結合済パケットのヘッダに前記記憶された台数の推定値を埋め込む結合部、
当該結合済パケットを、当該宛先へ送信する送信部、
他の端末装置から送信された当該端末装置宛の結合済パケットを受信する受信部、
前記受信された結合済パケットを結合前の１つ以上のメッセージに分解して、当該他の端末装置から伝送された１つ以上のメッセージを得る分解部、
当該端末装置が子機である場合、前記受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値により、前記記憶される台数の推定値を修正する台数修正部
として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムであって、当該プログラムは、当該コンピュータにおいて、
前記結合部が、当該宛先が共通する１つ以上のメッセージのそれぞれが生成された時刻から現在までの経過時間が所定の閾時間以下であり、当該１つ以上のメッセージを結合したと仮定すると当該結合された結果のパケット長が前記取得された上限パケット長未満となる場合、前記生成部により新たなメッセージが生成されるまで待機する
ように機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のプログラムであって、当該プログラムは、当該コンピュータにおいて、
前記台数修正部が、前記受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値と、前記記憶された台数の推定値と、の、平均もしくは重み付け平均により、前記記憶される台数の推定値を修正する
ように機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
請求項１１から１３のいずれか１項に記載のプログラムであって、
当該通信ネットワークは、ピコネットである
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１５】
請求項１１から１４のいずれか１項に記載のプログラムであって、当該プログラムは、当該コンピュータを、
前記上限取得部により取得される上限パケット長は、上限メッセージ長と、上限メッセージ数と、により表現され、
前記生成部は、当該上限メッセージ長以下となるように、当該メッセージを生成し、
前記結合部は、前記生成されたメッセージのうち、当該上限メッセージ数までの個数のメッセージを結合して、当該結合済パケットとする
ように機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アドホックに形成される通信ネットワークに参加する端末装置において、パケットの伝送効率を向上させるのに好適な端末装置、端末制御方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無線通信機器がアドホックに通信ネットワークを動的形成する技術が利用されている。
【０００３】
このような技術には、通信ネットワークに参加する複数の機器のうち１台が親機となり、その他の機器が子機となって、親機が子機を管理し、通信ネットワークに新たな機器が参加する場合は、その情報が親機に通知され、通信ネットワークから親機が抜けた場合は、残された子機のうちいずれかが親機となることで、動的に通信ネットワークの管理を行うものがある。
【０００４】
たとえば、Bluetooth（商標）などで利用されるピコネット（Piconet）では、このような動的な端末管理が行われている。
【０００５】
このような通信技術については、以下の文献に開示がされている。
【特許文献１】特許第３７９６５３７号公報
【非特許文献１】Y.Nagai，et al., Implementation of 324Mbps WLAN equipment with MAC frame aggregation for high MAC-SAP throughput, Proc.of IEEE CCNC2006, Vol.2，pp.656 - 660,２００６年１月
【０００６】
ここで、特許文献１に開示の技術では、無線通信端末が、未定モード（通信ネットワークに参加していない状態に相当。）上位局モード（親機に相当。）もしくは下位局モード（子機に相当。）のいずれかのモードで動作し、動的に通信ネットワークを形成する際に、データ信号を伝送する際と制御信号を伝送する際とで、送信電力を変化させる技術が開示されている。
【０００７】
また一般に、通信ネットワーク内で伝送されるパケットには、宛先や発送元などを表すヘッダ情報と、伝送すべきデータを表すデータ情報と、の両方が含まれる。そして、同じヘッダ情報を有する複数のパケットが連続して伝送されることが一般に多い。このような場合、小さいパケットを複数伝送するよりも、これらを結合した大きいパケットを１つ伝送する方が、伝送効率が高くなるのが一般的である。
【０００８】
一方、非特許文献１においては、ピコネットを前提としたＩＥＥＥ１５.３規格に基づいて、複数のデータフレームを結合するフレームアグリゲーションにより、複数のデータフレームのペイロードを結合し、等価的に一つの巨大なペイロードとして伝送することで、プリアンブルやヘッダ等のオーバーヘッドによるデータ伝送効率の劣化を低減する技術が提案されている。
【０００９】
そして、１５.３ｂＭＡＣ規格に対して、アグリゲーション機能を付加した、１５.３ｃＭＡＣを構築し、これを基礎としてＳＣ  ＰＨＹ（Single Carrier PHY）からなる１５.３ｃＰＨＹを構築する技術についての研究が現在も進められている。
【００１０】
一方で、通信ネットワークに参加する端末の数は時間とともに変化する。ここで、端末台数が多ければ多いほど、伝送におけるビット誤り率は高くなる傾向にある。
【００１１】
したがって、ビット誤り率が高い場合にパケットサイズをあまりにも大きくすると、再送の必要性が高くなるため、かえって伝送効率が落ちる場合もある。
【００１２】
すなわち、伝送効率が最適となるパケットのサイズは、通信ネットワークに参加する端末装置の台数に依存するものと考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、複数のパケットを結合してパケットサイズを大きくして伝送効率をあげる一方で、通信ネットワークに参加する端末数に応じて結合されるパケットのサイズを調整し、伝送効率を向上させたい、という要望は大きい。
【００１４】
この際に、通信ネットワークに参加する端末数は動的に変化することから、端末の個数を適切に各端末に知らせる技術も求められている。
【００１５】
本発明は、上記のような課題を解決するためのもので、アドホックに形成される通信ネットワークに参加する端末装置において、パケットの伝送効率を向上させるのに好適な端末装置、端末制御方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するためのプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するため、本発明の原理にしたがい、以下の発明を開示する。
【００１７】
本発明の第１の観点に係る端末装置は、複数の端末装置のうちいずれか１台が親機となって他の端末装置を子機として管理することにより動的に形成される通信ネットワークに参加し、台数記憶部、台数更新部、上限取得部、生成部、結合部、送信部、受信部、分解部、台数修正部を備え、以下のように構成する。
【００１８】
すなわち、台数記憶部には、当該端末装置が参加する通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数の推定値が記憶される。
【００１９】
一方、台数更新部は、当該端末装置が親機である場合、当該通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数が変化すると、当該変化した台数を、当該台数の推定値として、台数記憶部に記憶させる。
【００２０】
さらに、上限取得部は、記憶された台数の推定値に対応付けられる上限パケット長を取得する。
【００２１】
そして、生成部は、他の端末装置へ伝送すべきメッセージを生成する。
【００２２】
一方、結合部は、生成されたメッセージのうち、宛先が共通する１つ以上のメッセージを結合して、取得された上限パケット長以下の長さの結合済パケットとし、当該結合済パケットのヘッダ部に、記憶された台数の推定値を埋め込む。
【００２３】
さらに、送信部は、当該結合済パケットを、当該宛先へ送信する。
【００２４】
そして、受信部は、他の端末装置から送信された当該端末装置宛の結合済パケットを受信する。
【００２５】
さらに、分解部は、受信された結合済パケットを結合前の１つ以上のメッセージに分解して、当該他の端末装置から伝送された１つ以上のメッセージを得る。
【００２６】
一方、台数修正部は、当該端末装置が子機である場合、受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値により、記憶される台数の推定値を修正する。
【００２７】
また、本発明の端末装置において、結合部は、当該宛先が共通する１つ以上のメッセージのそれぞれが生成された時刻から現在までの経過時間が所定の閾時間以下であり、当該１つ以上のメッセージを結合したと仮定すると当該結合された結果のパケット長が取得された上限パケット長未満となる場合、生成部により新たなメッセージが生成されるまで待機するように構成することができる。
【００２８】
また、本発明の端末装置において、台数修正部は、受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値と、記憶された台数の推定値と、の、平均もしくは重み付け平均により、記憶される台数の推定値を修正するように構成することができる。
【００２９】
また、本発明の端末装置において、当該通信ネットワークは、ピコネットであるように構成することができる。
【００３０】
また、本発明の端末装置において、上限取得部により取得される上限パケット長は、上限メッセージ長と、上限メッセージ数と、により表現され、生成部は、当該上限メッセージ長以下となるように、当該メッセージを生成し、結合部は、生成されたメッセージのうち、当該上限メッセージ数までの個数のメッセージを結合して、当該結合済パケットとするように構成することができる。
【００３１】
本発明のその他の観点に係る端末制御方法は、複数の端末装置のうちいずれか１台が親機となって他の端末装置を子機として管理することにより動的に形成される通信ネットワークに参加する端末装置を制御し、当該端末装置は、当該端末装置が参加する通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数の推定値が記憶される台数記憶部、台数更新部、上限取得部、生成部、結合部、送信部、受信部、分解部、台数修正部を備え、当該端末制御方法は、台数更新工程、上限取得工程、生成工程、結合工程、送信工程、受信工程、分解工程、台数修正工程を備え、以下のように構成する。
【００３２】
すなわち、当該端末装置が親機である場合、当該通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数が変化すると、台数更新工程では、台数更新部が、当該変化した台数を、当該台数の推定値として、台数記憶部に記憶させる。
【００３３】
一方、上限取得工程では、上限取得部が、記憶された台数の推定値に対応付けられる上限パケット長を取得する。
【００３４】
さらに、生成工程では、生成部が、他の端末装置へ伝送すべきメッセージを生成する。
【００３５】
そして、結合工程では、結合部が、生成されたメッセージのうち、宛先が共通する１つ以上のメッセージを結合して、取得された上限パケット長以下の長さの結合済パケットとし、当該結合済パケットのヘッダ部に、記憶された台数の推定値を埋め込む。
【００３６】
一方、送信工程では、送信部が、当該結合済パケットを、当該宛先へ送信する。
【００３７】
さらに、受信工程では、受信部が、他の端末装置から送信された当該端末装置宛の結合済パケットを受信する。
【００３８】
そして、分解工程では、分解部が、受信された結合済パケットを結合前の１つ以上のメッセージに分解して、当該他の端末装置から伝送された１つ以上のメッセージを得る。
【００３９】
一方、台数修正工程では、台数修正部が、当該端末装置が子機である場合、受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値により、記憶される台数の推定値を修正する。
【００４０】
また、本発明の端末制御方法において、結合工程では、当該宛先が共通する１つ以上のメッセージのそれぞれが生成された時刻から現在までの経過時間が所定の閾時間以下であり、当該１つ以上のメッセージを結合したと仮定すると当該結合された結果のパケット長が取得された上限パケット長未満となる場合、生成部により新たなメッセージが生成されるまで待機するように構成することができる。
【００４１】
また、本発明の端末制御方法において、台数修正工程では、受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値と、記憶された台数の推定値と、の、平均もしくは重み付け平均により、記憶される台数の推定値を修正するように構成することができる。
【００４２】
また、本発明の端末制御方法において、当該通信ネットワークは、ピコネットであるように構成することができる。
【００４３】
また、本発明の端末制御方法において、上限取得工程にて取得される上限パケット長は、上限メッセージ長と、上限メッセージ数と、により表現され、生成工程では、当該上限メッセージ長以下となるように、当該メッセージを生成し、結合工程では、生成されたメッセージのうち、当該上限メッセージ数までの個数のメッセージを結合して、当該結合済パケットとするように構成することができる。
【００４４】
本発明のその他の観点に係るプログラムは、無線通信が可能なコンピュータ（ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を含む。）を、上記の端末装置の各部として機能させ、当該コンピュータに、上記の端末制御方法の各工程を実行させるように構成する。
【００４５】
当該プログラムは、コンピュータ読取可能な情報記録媒体（コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、または、半導体メモリを含む。）に記録することができる。
【００４６】
そして、上記の情報記録媒体は、コンピュータとは独立して配布、販売することができるほか、インターネット等のコンピュータ通信網を介して上記のプログラムそのものを配布、販売することができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、アドホックに形成される通信ネットワークに参加する端末装置において、パケットの伝送効率を向上させるのに好適な端末装置、端末制御方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するためのプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下に本発明の実施形態を説明する。なお、以下にあげる実施形態は、説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であれば、これらの各要素または全要素を、これと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も、本発明の範囲に含まれる。
【００４９】
以下では、理解を容易にするため、通信ネットワークとしてピコネットを採用するＩＥＥＥ１５.３規格を前提として、説明を行うが、その他の通信ネットワークの形式であっても、本発明の原理を適用することができる。
【実施例１】
【００５０】
ＩＥＥＥ１５.３では、複数の端末装置をノードとして考え、これらがアドホックにピコネットと呼ばれる通信ネットワークを構築する技術が定められている。
【００５１】
図１は、形成されたピコネットの様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００５２】
本図に示すように、形成されたピコネット１１は、１台のＰＮＣ（PicoNet Coordinator）１２と、３台のＤＥＶ（Device）１３の、合計４台の端末装置からなり、ＰＮＣは親機として、ＤＥＶは子機として働く。
【００５３】
ＰＮＣ  １２は、ビーコン（Beacon）を送信し、ＤＥＶ  １３は、ビーコンを受信することで、ピコネット１１内のチャネル割当てや同期等の制御を行う。
【００５４】
ピコネット１１内のノードは、ＰＮＣ  １２−ＤＥＶ  １３間、ＤＥＶ  １３−ＤＥＶ  １３間を問わず、いずれの間でもポイントツーポイントの通信を行うことができる。
【００５５】
図２は、ビーコンによって規定されるスーパーフレームの構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００５６】
本図に示すように、ビーコン（Beacon）によってスーパーフレーム（Superframe）の開始が宣言される。すなわち、ＰＮＣ  １２からビーコンが発せられる周期が、スーパーフレームの時間長となる。
【００５７】
スーパーフレーム内には、この他に、ＣＡＰ（Contention Access Period）と、ＣＴＡＰ（Channel Time Allocation Period）と、が配置されている。
【００５８】
ＣＡＰは、ＣＳＭＡ／ＣＡ  によるコンテンション型アクセス区間であり、短いデータ、コマンド等の送信に適する。
【００５９】
一方、ＣＴＡＰは、ＴＤＭＡによる非コンテンション型アクセス区間である。したがって、ＣＴＡＰでは長いデータを確実に送信することができ、特にストリーミング伝送等に有効である。
【００６０】
ここで、ＣＴＡは、いずれかのノード間の通信に時分割で割り当てられる通信区間である。この割り当て情報は、ＣＡＰにおいて必要なノードに通知される。特許文献１に開示される技術では、ビーコンやＣＡＰの送信電力と、ＣＴＡの送信電力と、に差を設けることで、各端末装置における電力消費を抑制することとしている。
【００６１】
本実施形態においては、このようなピコネットによる通信ネットワークを前提としつつ、通常のパケット（サブフレーム）をそのまま用いるか、複数結合することにより、１つの結合済パケットを作り、これを送受する。このような結合処理をアグリゲーション（Aggregation）と呼び、非特許文献１において、各種のアグリゲーション技術が提案されている。
【００６２】
ＳＣ  ＰＨＹについては、以下の２通りのアグリゲーション方式が提案されている。
（１）Standard Aggregation
（２）Low Latency Aggregation
【００６３】
図３は、Standard Aggregationによるアグリゲーションの様子を示す説明図であり、図４は、Low Latency Aggregationによるアグリゲーションの様子を示す説明図である。以下、これらの図を参照して説明する。
【００６４】
いずれの方式でも、結合済パケットには、従来のプリアンブル（Preamble）およびヘッダ（Base header(PHY header，MAC header)，HCS，Parity）の後に、アグリゲーションがされた場合にのみ定義されるＭＡＣサブヘッダ（MAC Subheader）とその付加情報（HCS，Parity）を有している。
【００６５】
通常のパケットに含まれるペイロード（伝送すべきデータ）は、サブフレーム（Subframe）としてさらに連結され、サブヘッダ（Subheader）では、各サブフレームの情報が規定される。
【００６６】
ＢＬＫ−ＡＣＫ（Block Acknowledgement）ｂｉｔｍａｐフィールドは、送信元の端末装置が最後に受信した各サブフレームの受信結果を表すものであり、典型的には各々１ビット、ＵＥＰ機能が用いられた場合には、各々２ビットが利用される。
【００６７】
Standard aggregationとLow latency aggregationでは、サブフレームの最大結合数と最大長が異なる。後者では、より短いサブフレームを多数結合し、再送を考慮した上で伝送遅延を低減する運用形態を想定しているためである。
【００６８】
以下では、Standard aggregationを例として採用して説明するが、同様の技術をLow latency aggregationに適用することも可能である。
【００６９】
本実施形態においては、各端末装置において「現在ピコネットに参加している端末数の推定値」を管理するとともに、ＣＴＡ通信区間において、送受を行った端末装置の間でこの数値を伝達して、端末数の動的な変化に対応する。
【００７０】
送信元が管理している「現在ピコネットに参加している端末数の推定値」は、各パケットで共通であるので、当該推定値は、ＰＨＹヘッダやＭＡＣヘッダなど、Ｂａｓｅヘッダに埋め込むことになる。
【００７１】
以下では、アグリゲーションを実施している際のサブフレームの伝送が失敗した場合の再送手法について説明する。
【００７２】
図５は、Selective repeat方式による再送の様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００７３】
本図では、送信側端末（SRC DEV）は、A，B，C，D，E，F，...の順にサブフレームを伝送しようとするが、結合できるサブフレームの個数が４個である、という状況を考えている。
【００７４】
最初にサブフレームA，B，C，Dを結合して受信側端末（DEST DEV）に送信する。すると、受信側端末は、Blk-ACK bitmapフィールドを用いて受信結果を返す。
【００７５】
サブフレームがB，Dの部分でエラーが生じたとすると、Blk-ACK bitmapフィールドにより、その旨が通知される。双方向データ通信時においては、リバースリンクのフレームにピギーバックされて通知されるが、受信結果のみの返信が望ましい場合には、受信された結合済パケットのペイロード部分は省略し、Blk-ACK bitmapフィールドに受信結果を埋めて、その旨を通知する。
【００７６】
送信側端末では、サブフレームB，Dの伝送に失敗したことがわかるため、当該サブフレームに続いて、E，Fを結合して、１つの結合済パケットとして、受信側端末に送る。
【００７７】
図６は、Go back N方式による再送の様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００７８】
本図に示す状況は、上記の場合と同様であるが、送信側端末は、伝送に失敗した最初のサブフレームBから、順にサブフレームを結合して、B，C，D，Eからなる結合済パケットを再送する。
【００７９】
図７は、Aggregated frame retransmission方式による再送の様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００８０】
本図に示す状況も上記の場合と同様であるが、送信側端末は、伝送に失敗したサブフレームを含む結合済パケット全体を、再送する。
【００８１】
冗長な伝送を行わなりSelective repeat方式が効率は最も高いが、受信側端末でサブフレームの順序制御が必要となる。順序制御が最も容易であるのはAggregated frame retransmission方式であり、Go back N方式は、これらの中庸を採るものである。
【００８２】
このように、アグリゲーションを採用する場合には、伝送方式による各種のパラメータを考慮する必要があるが、実際に端末装置を運用する段階で大きく変化するために考慮する必要があるのは、ピコネットに参加する端末装置の台数である。すなわち、伝送効率が最適となる結合済パケットの最大長は、この台数に依存するものと考えられる。
【００８３】
ピコネットに参加している端末装置の台数は、親機であるＰＮＣが管理しており、この情報を子機であるＤＥＶに伝達するために、もっとも簡単と思われる手法は、ビーコンに台数情報を埋め込むことである。しかしながら、ビーコンの時間長はできるだけ短いことが望ましい。
【００８４】
また、特許文献１に開示される技術では、ビーコンやＣＡＰの送信電力と、ＣＴＡの送信電力と、に差を設けることで、各端末装置における電力消費を抑制することとしている。すなわち、ＣＴＡにおいて伝送する方が、消費電力を抑えることも可能である。
【００８５】
したがって、本実施形態では、親機から子機へ放送方式で一斉に台数情報を伝達するのではなく、いずれかの端末装置から他の端末装置へペイロードを伝送する際に、結合済パケットのヘッダ部分に、台数情報を埋め込んで、送信側端末装置が現在知得している台数の推定値を、受信側端末装置に伝送するのである。
【００８６】
この手法では、端末装置の台数がリアルタイムで全端末装置で共有されることとはならず、各端末装置が知得している台数の推定値は互いに異なるものとなる。
【００８７】
そこで、ピコネット内で頻繁に通信が行われる場合に、親機が通信を行う場合には、親機が管理する現在の台数を伝送し、通信を行っている端末同士の間で台数の推定値は次第に近付いていくように制御することで、ペイロードの送信効率のバランスをとるのである。以下、具体的に説明する。
【００８８】
図８は、本実施形態に係る端末装置の概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
【００８９】
本図に示すように、端末装置８０１は、台数記憶部８０２、台数更新部８０３、上限取得部８０４、生成部８０５、結合部８０６、送信部８０７、受信部８０８、分解部８０９、台数修正部８１０を備える。
【００９０】
これらの各要素は、端末装置８０１が実現される無線通信機能付きのコンピュータや各種情報処理装置において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、通信機器等が共働して実現される。
【００９１】
ここで、台数記憶部８０２には、当該端末装置８０１が参加する通信ネットワークに含まれる端末装置８０１の現在の台数の推定値が記憶される。
【００９２】
当該端末装置８０１が親機（ＰＮＣ）である場合には、現在ピコネットに参加しており当該親機が管理している端末装置８０１の総数そのものが「台数の推定値」となり、子機（ＤＥＶ）である場合には、親機（ＰＮＣ）や他の子機（ＤＥＶ）から伝送された情報から「台数の推定値」を構築する。
【００９３】
また、生成部８０５は、他の端末装置８０１が宛先として指定され、当該他の端末装置８０１へ伝送すべきメッセージ（ペイロード）を生成する。ここで行う処理は、従来のピコネット通信端末において伝送すべき各種のペイロードを生成する過程と同様であり、以下に説明する端末制御処理とは、論理的に並行に処理が行われる。
【００９４】
また、メッセージ（ペイロード）が、従来の技術における「パケット」の形態で生成されることもある。この場合には、当該パケットのヘッダからパケットの宛先を抽出し、ヘッダ内の他の情報は適宜無視する一方で、当該パケットのボディをメッセージ（ペイロード）として取り扱えば良い。
【００９５】
図９は、本実施形態に係る端末装置にて実行される端末制御処理の制御の流れを示すフローチャートである。以下、本図を参照して説明する。
【００９６】
まず、自身が親機であるか子機であるかを調べる（ステップＳ９０１）。親機である場合（ステップＳ９０１；Ｙｅｓ）、自身が管理するピコネット内の端末装置８０１の総台数が変化したか否かを調べる（ステップＳ９０２）。これらのピコネット管理の具体的な処理は本処理とは論理的に並行して行われ、特許文献１や各種の公知の技術等をそのまま適用することができる。
【００９７】
台数が変化している場合（ステップＳ９０２；Ｙｅｓ）、台数更新部８０３は、台数記憶部８０２に変化後の台数を記憶させて（ステップＳ９０３）、ステップＳ９０４に進む。
【００９８】
台数が変化していない場合（ステップＳ９０２；Ｎｏ）や、子機である場合（ステップＳ９０１；Ｎｏ）は、そのままステップＳ９０４に進む。
【００９９】
上限取得部８０４は、記憶された台数の推定値に対応付けられる上限パケット長を取得する（ステップＳ９０４）。この台数と上限パケット長との対応付けは、あらかじめ設定しておくのが典型的であるが、通信がアイドル状態となっている際に各端末装置８０１が自律的に測定を行ったり、再送の回数等からパケットの伝送の状態を調べることで、好適な対応付けを得ることとしても良い。
【０１００】
ついで、結合部８０６は、生成部８０５が生成した同じ宛先に送付すべきパケット（ペイロード）のうち、まだ送信していないものをサブフレームとして、先頭n個のペイロードを結合すると上限パケット長以下であるが、先頭n+1個のペイロードを結合すると上限パケット長を超えるような、結合数nを探す（ステップＳ９０５）。
【０１０１】
そのようなnが発見された場合には（ステップＳ９０５；Ｙｅｓ）、結合部８０６は、先頭n個のペイロードをサブフレームとして結合して結合済パケットを作る（ステップＳ９０６）。この際に、結合済パケットのヘッダ部分に、台数記憶部８０２に記憶されている「台数の推定値」を埋め込むこととする。
【０１０２】
そして、送信部８０７は、当該結合済パケットを、当該宛先へ送信し（ステップＳ９０７）、未送信のパケット（ペイロード）があれば（ステップＳ９０８；Ｙｅｓ）、ステップＳ９０５へ戻る。
【０１０３】
一方、生成部８０５が生成したパケット（ペイロード）に上記の条件を満たすnが発見できない場合（ステップＳ９０５；Ｎｏ）、当該パケット（ペイロード）のうち、最も以前に生成されたパケットの生成時刻と現在時刻との差が、所定の閾時間以下であるか否かを調べる（ステップＳ９０９）。そうでなければ（ステップＳ９０９；Ｎｏ）、当該最も以前に生成されたパケットの宛先と同じ宛先のパケットで未送信のものを結合し、ヘッダ部分には台数記憶部８０２に記憶されている「台数の推定値」を埋め込んで、結合済パケットを作り（ステップＳ９１０）、ステップＳ９０７へ進む。
【０１０４】
なお、ある宛先に対する未送信パケットが１つだけの場合には、「結合」の必要はない。上記のようなパケット構造を採用している場合には、結合済パケットと通常パケットとは区別をつけることができるので、そのパケットをそのまま送信することとする。以下、当該通常パケットは、「１つのパケットを結合した結合済パケット」として説明する。
【０１０５】
この場合には、宛先に対しては、台数情報が伝達されないこととなるが、この状況は、当該宛先との間の通信の頻度が低い、といえるから、台数情報が伝達されなくとも、ピコネット全体の伝送効率が大きく低下することはない、と考えられる。
【０１０６】
一方、最も以前に生成されたパケットの生成時刻と現在時刻との差が、所定の閾時間以下である場合（ステップＳ９０９；Ｙｅｓ）、ステップＳ９１１へ進む。
【０１０７】
このように、本実施形態では、未送信のパケットを宛先ごとにできるだけ結合して、伝送効率を高めるとともに、閾時間を設けることで、パケット伝送の遅延が長くなり過ぎないようにするのである。
【０１０８】
さて、可能な限り結合済パケットを生成して送信する処理（ステップＳ９０５〜ステップＳ９１０）が終わったら、受信部８０８は、他の端末装置８０１から送信された当該端末装置８０１宛の結合済パケットが到達しているか否かを調べ（ステップＳ９１１）、到達していなければ（ステップＳ９１１；Ｎｏ）、ステップＳ９０１に戻る。
【０１０９】
到達していれば（ステップＳ９１１；Ｙｅｓ）、当該結合済パケットを受信する（ステップＳ９１２）。
【０１１０】
なお、ピコネットにおける通信の場合、ステップＳ９０７における送信、および、ステップＳ９１２における受信は、ＰＮＣによる時分割スケジューリングがなされるため、「到達しているか否か」は、現在時刻が時分割における所定の割当区間に相当するか否か、によって判断することが可能である。
【０１１１】
そして、分解部８０９は、受信された結合済パケットを結合前の１つ以上のメッセージに分解して、当該他の端末装置８０１から伝送された１つ以上のサブフレームに含まれるペイロードを得る（ステップＳ９１３）。得られたペイロードには、当該他の端末装置８０１から伝送されたメッセージが含まれているから、これを他の処理単位に渡して、適宜処理を行わせることになる。
【０１１２】
また、受信された「結合済パケット」が、１つの通常パケットそのものである場合には、分解部８０９は、当該通常パケットをそのまま分解結果とする。
【０１１３】
そして、当該端末装置８０１が子機であるか否かを調べ（ステップＳ９１４）、そうでない場合（ステップＳ９１４；Ｎｏ）、ステップＳ９０１に戻る。
【０１１４】
一方、当該端末装置８０１が子機である場合（ステップＳ９１４；Ｙｅｓ）、台数修正部８１０は、受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値により、記憶される台数の推定値を修正して（ステップＳ９１５）、ステップＳ９０１に戻る。
【０１１５】
なお、親機による台数管理の処理（ステップＳ９０１〜ステップＳ９０３）、送信に係る処理（ステップＳ９０４〜ステップＳ９１０）、受信に係る処理（ステップＳ９１１〜ステップＳ９１５）は、それぞれ、独立して処理を行うことができるため、並行処理や割込処理などを利用して、独立に実行することとしても良い。
【０１１６】
修正の手法として典型的なものは、受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値と、現在自身が記憶している台数の推定値と、の平均もしくは重み付け平均を、新たな台数の推定値とするものである。
【０１１７】
このような平均の取り方を採用することで、時間方向に見ると、減衰平均をとったことになり、親機からの結合済パケットがいずれかの子機に伝送されていれば、子機の間に次第に台数情報が伝搬され、通信が頻繁に行われれば、台数の推定値はより正確になる。一方、頻度が低い場合には、台数の推定値が少々不正確であっても伝送効率に大きな低下は生じない。
【０１１８】
なお、台数の平均値は必ずしも整数である必要はなく、小数点以下の値を含むようなものであっても良い。この場合には、最も近い整数の台数における上限パケット長を取得しても良いし、直近の台数の上限パケット長を補間することとしても良い。
【０１１９】
したがって、本実施形態によれば、アドホックに形成される通信ネットワークに参加する端末装置において、パケットの伝送効率を向上させることができるようになる。
【実施例２】
【０１２０】
上記実施形態では、ピコネットへの参加台数から上限パケット長という一つのパラメータを取得していたが、本実施形態では、上限パケット長を以下の２つのパラメータから構成されるものと考える点が異なる。
（１）上限メッセージ長。生成部８０５が生成するメッセージ１個当たりの最大長。メッセージの長さが上限メッセージ長を超える場合には、より上層のプロトコルにおいて、メッセージの分割や復元を行う。
（２）上限メッセージ数。結合部８０６において結合されるメッセージの最大数。上記実施形態における整数値nは、上限メッセージ数そのものであり、送信すべきメッセージが上限メッセージ数だけたまると、メッセージが結合されて送信される。
【０１２１】
すなわち、上記実施形態の「上限パケット長」は、本実施形態の「上限メッセージ数と上限メッセージ長の積」に相当する、と考えることができる。
【０１２２】
本実施形態では、メッセージを結合して送信するタイミングは、ある宛先に対するメッセージが上限メッセージ数だけたまった場合、もしくは、メッセージが生成されてから所定の閾時間を経過した場合のいずれか、ということになる。
【０１２３】
なお、より簡易な手法として、上限メッセージ長と上限メッセージ数のいずれか一方は、台数にかかわらず固定値とし、他方を台数に依存する量として、各種処理を行うこととしても良い。
【０１２４】
発明者らの計算機シミュレーション実験によれば、端末装置８０１の台数に対して最適な上限メッセージ長と、上限メッセージ数と、は、通信に用いる各種の方式と、通信に主に用いられる電波伝搬環境と、に依存することがわかっている。
【０１２５】
ここでは、現在のＩＥＥＥ１５.３ＰＨＹにおいて想定されている諸元に基づいて、実験を行った場合の結果を説明する。
PHY-SAP data rateは、1.728Gbps。
MIFS lengthは、2us。
SIFS lengthは、10us。
Guard timeは、3.3us。
Superframe lengthは、65536us。
Beacon payloadは、100octetを仮定。
CAP lengthは、0us。
ACKは、Blk-ACK。
【０１２６】
図１０は、各種のビット誤り率（ＢＥＲ）において、サブフレーム長（上限メッセージ長／payload size）を変化させた場合、および、サブフレーム数（上限メッセージ数／aggregation size）を変化させた場合の、伝送レート特性（MAC-SAP data rate）および伝送支援特性（Transmission delay）を示す図である。なお、再送方式としてSelective repeatを仮定している。
【０１２７】
サブフレーム長が長く設定されるほど、フレーム内におけるオーバヘッドに対するデータの割合が高まり、MAC-SAP data rateは向上するが、ビット誤り率に対して、サブフレームが誤る確率が増大する。
【０１２８】
このため，本図（ａ）においては、ビット誤り率が低い場合には長いサブフレーム長のMAC-SAP data rate特性は良好であるが、ビット誤り率が高くなるとサブフレームの誤りが増加し、特性は急激に劣化する。たとえば、ビット誤り率が10-6の状況では、８Ｋｏｃｔｅｔｓのサブフレーム長を最大数（＝８）結合した場合が、最も良好である１.４ＧｂｐｓのMAC-SAP data rateを実現できるが、MAC-SAP data rateの劣化にともない、再送に伴って伝送遅延特性が劣化していることがわかる。
【０１２９】
本図（ｂ）においては、MAC-SAP data rateは、結合サブフレーム数の変化に対してほとんど変化しない。これは、結合サブフレーム数が変化してもサブフレーム長は一定のため、サブフレームの誤り率が影響されないためと考えられる。一方、伝送遅延特性については，  結合されたサブフレーム同士で再送の競合が生じるため、結合サブフレーム数が多いほど特性は劣化している。
【０１３０】
図１１は、スーパーフレーム内のCTAPを、ピコネット内の複数DEVで多重分割して用いる場合を想定し、分割多重数に対するMAC-SAP data rate特性、および、伝送遅延特性を示す説明図である。なお、ビット誤り率は10-6を仮定している。
【０１３１】
本図を見ると、多重分割数が増加するに従い、ほぼ分割数に反比例してMAC-SAP data rateが低下していることがわかる。これにともなって再送が増加し、伝送遅延特性も単調増加している。
【０１３２】
ここで、10-6というビット誤り率は，図１０に示すとおり比較的高い値であるため、図１１における状況では、サブフレーム長が長いほどMAC-SAP data rateが劣化することとなっている。
【０１３３】
図１２は、再送方式による特性を調べたグラフである。
【０１３４】
Go back N方式およびAggregated frame retransmission方式は、正常に受信されたサブフレームを再送する冗長が発生するため、Selective repeat方式に比べ、特にサブフレームの再送が頻発する状況において、MAC-SAP data rate特性が劣化することがわかる。
【０１３５】
一方で、伝送遅延特性については、再送方式による差異はほとんど見られない。これは、冗長である再送サブフレームは受信側で受領されてデータ計数されることがない一方で、送信に際してはスーパーフレーム内の割当時間を占有し、冗長ではない他のサブフレームのリソースを圧迫するためと考えられる。
【０１３６】
図１３は、Aggregated frame retransmission方式について、図１０、図１１と同様の条件で特性の評価を行ったグラフである。
【０１３７】
本図を見ると、冗長なサブフレームの再送により、MAC-SAP data rate劣化の効果が表れている。また、結合サブフレーム数に応じて、冗長なサブフレーム再送の頻度が増加する。このため、結合サブフレーム数が大きいほど、MAC-SAP data rateが劣化することとなっている。
【０１３８】
このように、各種の伝送特性は、分割多重数（通信ネットワークに参加している端末装置８０１の台数）や、電波伝搬路のビット誤り率に応じて、変化する。
【０１３９】
したがって、端末装置８０１の台数に対して上限メッセージ長や上限メッセージ数の最適値をあらかじめ設定しておくか、あるいは、実際の測定結果に応じて設定することとすれば伝送効率が向上する。
【０１４０】
さらに、通信ネットワークに参加している端末装置８０１の台数のみならず、現在のビット誤り率を測定し、その結果と組み合わせて上限メッセージ長や上限メッセージ数を決めることとすれば、より一層きめ細かい制御が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
以上説明したように、本発明によれば、アドホックに形成される通信ネットワークに参加する端末装置において、パケットの伝送効率を向上させるのに好適な端末装置、端末制御方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するためのプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】形成されたピコネットの様子を示す説明図である。
【図２】ビーコンによって規定されるスーパーフレームの構成を示す説明図である。
【図３】Standard Aggregationによるアグリゲーションの様子を示す説明図である。
【図４】Low Latency Aggregationによるアグリゲーションの様子を示す説明図である。
【図５】Selective repeat方式による再送の様子を示す説明図である。
【図６】Go back N方式による再送の様子を示す説明図である。
【図７】Aggregated frame retransmission方式による再送の様子を示す説明図である。
【図８】本実施形態に係る端末装置の概要構成を示す模式図である。
【図９】本実施形態に係る端末装置にて実行される端末制御処理の制御の流れを示すフローチャートである。
【図１０】通信特性をシミュレーション計算により求めた結果を示すグラフであり、（ａ）は、各種のサブフレーム長に対する特性、（ｂ）は、各種の結合サブフレーム数に対する特性を示す。
【図１１】通信特性をシミュレーション計算により求めた結果を示すグラフであり、（ａ）は、各種のサブフレーム長に対する特性、（ｂ）は、各種の結合サブフレーム数に対する特性を示す。
【図１２】通信特性をシミュレーション計算により求めた結果を示すグラフであり、（ａ）は、各種のサブフレーム長に対する特性、（ｂ）は、各種の結合サブフレーム数に対する特性を示す。
【図１３】通信特性をシミュレーション計算により求めた結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１４３】
８０１  端末装置
８０２  台数記憶部
８０３  台数更新部
８０４  上限取得部
８０５  生成部
８０６  結合部
８０７  送信部
８０８  受信部
８０９  分解部
８１０  台数修正部
【図１】
2010050505.tif 000003
【図２】
2010050505.tif 000004
【図３】
2010050505.tif 000005
【図４】
2010050505.tif 000006
【図５】
2010050505.tif 000007
【図６】
2010050505.tif 000008
【図７】
2010050505.tif 000009
【図８】
2010050505.tif 000010
【図９】
2010050505.tif 000011
【図１０】
2010050505.tif 000012
【図１１】
2010050505.tif 000013
【図１２】
2010050505.tif 000014
【図１３】
2010050505.tif 000015